JPH0228553B2 - Suikoseihatsuhotainoseizohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、水硬性無機質材料と水硬性有機質材
料からなる、断熱性，密着性，可撓性，不燃性に
優れた新規な発泡体の製造方法に関するもので、
建築，自動車，化学，窯業等の広範な産業界にお
ける断熱材，吸着剤，触媒等の分野に利用でき
る。 （従来の技術） 従来よりウレタンプレポリマーと水硬セメント
を用い、発泡硬化体を得る方法が種々提案されて
いたが、それらはいずれもウレタンプレポリマー
が水と反応する際に発生するガスの発泡圧を利用
し水硬セメントスラリーを発泡せしめるものであ
つた。しかし、この方法では水硬セメントの比重
が大きいため大きな発泡倍率を得ようとすると、
ウレタンプレポリマーの添加量を増大せしめる必
要があつた。しかも有機物であるウレタンプレポ
リマーの比率が高まると、最終的に得られる発泡
硬化体の燃焼特性が、著しく低下し、無機質の硬
さ、不燃性の性質が消失してしまうものであつ
た。また、上記の欠点のほか、発泡の制御も極め
て難しく、温度やスラリー粘度の少しの変化の発
泡倍率が変化してしまうものであつた。 「発明の目的」 本発明の目的としては、不燃性，硬度の物性が
優れかつ、生産性が良好な水硬性発泡体を得るこ
とにある。 （発明が解決しようとする問題点） 従来の技術で述べたように、ウレタンプレポリ
マーの発泡利用による発泡モルタルは発泡倍率を
あげるために、ウレタンプレポリマーの添加量が
多くなりがちで不燃性とは呼べず、硬度も低かつ
たこと、および発泡倍率等の制御が困難であつた
点などがある。 （問題点を解決するための手段） 本発明では、従来における問題点を解決するた
めに、第１段階の工程で水硬セメントもしくは水
硬性石膏の発泡を、水硬セメントスラリーまたは
水硬性石膏スラリーに対し、別に作成した気泡液
を混合させることにより行ない、その後第２段階
で、含泡スラリー中に可撓性，接着性の優れたウ
レタンポリマーを配合するようにしたことにあ
る。 更に詳しく述べると、本発明は、無機質である
水硬セメントもしくは水硬性石膏に、第１発明で
は石膏及び塩基性高炉スラグの混合物、第２発明
ではポルトランドセメント、第３発明では半水石
膏を用い、他に増粘剤，顔料等の添加剤を加えた
水硬セメントスラリーまたは水硬性石膏スラリー
に気泡発生装置により作成した気泡液を混合し、
この含泡スラリーに、ウレタンプレポリマーを添
加し、該ウレタンプレポリマーの水硬性を利用し
急速に硬化せしめるものであり、その直後より成
形，切断等の任意の加工ができるという、従来水
硬セメントだけを使用した発泡体の成形可能時間
を大幅に短縮したものである。 すなわち、本発明は、第１発明では石膏と塩基
性高炉スラグよりなる水硬セメント、第２発明で
は水硬セメントとしてポルトランドセメント、第
３発明では水硬性石膏として半水石膏に、増粘
剤，顔料等を加え、水でスラリー状に混練した
後、気泡液を添加，混合して含泡スラリーとな
し、その後ポリオキシアルキレンポリオールエー
テルとポリイソシアネートとの反応生成物である
ウレタンプレポリマーを添加し硬化させることに
よつて達成せしめることができる。 本発明の第１発明でいう石膏とは、２水石膏，
半水石膏，無水石膏のいずれでもよく、通常工業
的に使用される安定なものであれば、リン酸石膏
のような副産石膏でも一向にかまわない。そし
て、第３発明で半水石膏としたのは、普通水硬性
の石膏は半水石膏を指すからである。 また、本発明でいう高炉スラグとは一般に製鉄
工場の副産物の形で得られる物であり塩基度すな
わち、CaO，MgO，Al₂O₃の合計の比率がSiO₂
の比率で除した値が1.2以上であることが望まし
い、この値が1.2以下の場合該石膏と高炉スラグ
の反応が進行して生成するはずのエトリンガイト
（3CaO・Al₂O₃・3CaSO₄・32H₂O）ができずに、
最終的に良質な硬化体が得られない。 本発明の第２発明でいうポルトランドセメント
とは通常市販の普通ポルトランドセメントのこと
であるが、他のポルトランドセメントも使用可能
である。 本発明で用いる気泡安定剤としては、通常石膏
やポルトランドセメントの起泡剤として用いられ
るものの他、洗剤工業界で使用される界面活性剤
であつてもよい。それらの例としては、ポリオキ
シエチレンアルキルフエノールエーテル，芳香族
炭化水素スルフオン酸塩，蛋白質界面活性剤，ア
ルキルアリルスルフオン酸塩等が挙げられる。ま
た、これらの気泡安定剤は、分散型発泡剤（例え
ば、重炭酸ナトリウム，アゾヂカルボンアミド
等）と併用して用いてもよい。 本発明でいうウレタンポレポリマーとは、イソ
シアネート基を一部に有する高分子量化合物のこ
とで、それはトリレンジイソシアネート，ポリジ
フエニルメタンジイソシアネート，キシレンジイ
ソシアネート等のイソシアネート基を含有する化
合物に、ポリオキシエチレンポリオールエーテル
をNCO／OH当量比が1.5以上の比で反応せしめ
たものであり、かつ水との親和性を持たせるため
に、ポリオキシエチレンポリオールエーテル中の
オキシエチレン分を５重量％以上含有せしめたも
のを使用して得られたものがもつとも好ましい。 本発明に使用する上記以外のものとしては、必
要に応じて増粘剤（例えば、メチルセルロース，
ポリビニールアルコール，ヒドロキシルメチルセ
ルロース等）、顔料（例えば、炭酸カルシウム，
酸化チタン，硅石粉，粘土）、繊維（例えば、ガ
ラス繊維，合成繊維等）、水硬セメント（ポルト
ランドセメント，シリカセメント等）骨材（パー
ライト，寒水石，発泡ポリスチロール等）バイン
ダー（コロイダルシリカ，合成樹脂エマルジヨン
等）を性状に応じて添加剤中，水中あるいは気泡
発生液中に加えることが可能である。 石膏及び高炉スラグ，ポルトランドセメント，
または半水石膏を必須成分とするスラリーを、含
泡スラリーとする為の具体的方法としては、一方
で粉体原料である石膏及び高炉スラグ，ボルトラ
ンドセメント、または半水石膏に添加剤を加えた
ものをプレミツクスして自動計量し、水もしくは
混和液との比が一定の割合の状態でジエツトミキ
サー等の混練装置により水硬セメントスラリーあ
るいは水硬性石膏スラリーとする。このスラリー
をギヤーポンプまたはモイノポンプなどの耐摩耗
性のよいポンプで移送しながら、次にスタテイツ
クミキサーなどの混合移送装置へ代わる前段階で
気泡液と合流するようにする。この気泡液は、単
に圧縮空気と気泡安定剤等の水溶液が密閉容器中
で分散されるように混ざれば製造でき、この容器
中に球体もしくは網状体が充填してあれば容器出
口では気泡とすることができる。 この際スラリーは水硬性があるので、硬化時間
を調整するために、リターダーまたはアクセレー
ターと呼ばれる反応調整剤をあらかじめ配合せし
めておいてもよい。かかるリターダーとしては、
クエン酸塩，珪弗化マグネシウム，ポリハイドロ
キシ化合物，グルコン酸塩，リグニンスルフオン
酸塩，糖類（主にＤ―グルコース）等が挙げられ
る。またアクセレータとしては、塩化カルシウ
ム、塩化アルミニウム、炭酸ソーダー、ケイ酸ソ
ーダー、アルミン酸ソーダー等が挙げられる。 このようにして製造された泡を含んだスラリー
は、このままの状態で３時間程度まではリターダ
ーまたはアクセレーター等の添加剤の配合により
安定化される。 以上の工程により製造された気泡スラリーは、
本発明でいう水硬性発泡体を連続的に生産し、か
つ生産効率を上げるためには、急速に硬化させる
必要がある。このためにこの発明では、上記含泡
スラリーにウレタンプレポリマーを添加し、撹拌
混合すると含泡スラリーは急速に硬化し、効率の
高い生産性を得ることができる。従つて、ウレタ
ンプレポリマーの添加は、成形工程の直前に行な
うのが能率的であると考えられる。 ウレタンプレポリマーを、含泡スラリーに対し
添加するには、スタテイツクミキサーまたは撹拌
ミキサー等を用いて、定量的に混合する方法で良
い。この際のウレタンプレポリマーの添加量は、
本発明で用いる石膏及び高炉スラグ等の水硬性粉
体の合計乾燥重量に対して、１〜30重量％の範囲
でなければならない。１重量％以下では、発泡硬
化体の可撓性が劣り、外力がくわわると亀裂を生
じるという問題点が発生する。また30重量％以上
では、本発明でいう不燃性を得ることができない
ばかりか、水硬セメントの特性が発現せずに硬度
等が低くなる。 （作 用） 本発明における水硬性発泡体においては、従来
からのウレタンフオーム等を用いた有機系発泡体
では得られなかつた不燃性を持ちつつ、かつ高い
断熱性及び生産性を有するものである。 （実施例） 以下に実施例をもつて詳述する。 実施例 １ 水硬セメントスラリーの配合として ２水石膏 40重量部 高炉スラグ 60重量部 水 60重量部 上記配合量に従つてそれぞれ順次添加混合し、
スラリー状物をえる。 このスラリー状物を0.35m³（500Kg）に対して、
気泡液を0.65m³（40Kg）を混合させる。この時の
気泡液は水２重量部に対して気泡安定剤として蛋
白質界面活性剤３重量部、リターダーとしてのク
エン酸ソーダー３重量部、補助バインダーとして
のアクリル樹脂エマルジヨン５重量部の割合で混
合した気泡発生液を用い、気泡発生装置により圧
縮空気と混合、分散することにより気泡液となつ
てスラリーを含泡スラリーとなす。その後ウレタ
ンプレポリマー［商品名：ポリグラウトＷ―１
（第一工業製薬社製）］を含泡スラリーに対し４重
量部を添加混合し、ポリエチレンシート上に、10
mmの厚さに均一に鋳込む。塗布後25℃の室温で２
分後に硬化することを確認した。さらに同様な方
法で、本発明でいう水硬性発泡体を製作し各種試
験の供試験体とした。その結果を第１表に記す。 実施例 ２ 実施例１の水硬セメントスラリーの配合中２水
石膏を20重量部、高炉スラグ80重量部として、あ
とは全く実施例１と同様にして供試体を作成し
た。その試験の結果を第１表に記す。 実施例 ３ 実施例１のウレタンプレポリマーの種類を変え
て［商品名：ハイセルOH―1A（邦化学社製）］、
あとは全く実施例１と同様にして供試体を作成し
た。その試験の結果を第１表に記す。 実施例 ４ 水硬セメントスラリーの配合として ポルトランドセメント 100重量部 水 60重量部 上記配合によるスラリーを作成し、このスラリ
ーに混合する気泡液の配合を 水 20重量部 ノニオン界面活性剤 ５重量部 グルコン酸ソーダー ３重量部 酢酸ビニル樹脂エマルシヨン ３重量部 として、あとは全く実施例１と同様にして供試体
を作成した。その試験の結果を第１表に記す。 実施例 ５ 水硬性石膏スラリーの配合として 半水石膏 100重量部 水 70重量部 ペプトン 0.1重量部 上記配合にて、石膏スラリーを作成し、このス
ラリーに混合する気泡液の配合を 水 20重量部 ノニオン界面活性剤 ３重量部 アクリルゴムエマルシヨン ５重量部 として、あとは全く実施例１と同様にして供試体
を作成した。その試験の結果を第１表に記す。 比較例 １ 水硬セメントスラリーの配合として 高炉スラグ 100重量部 水 60重量部 上記配合にて、あとは全く実施例１と同様な方
法で行なつたが、ウレタンプレポリマーを添加し
た後、発泡体は得られたが強度の小さい硬化体と
なつた。 比較例 ２ 水硬セメントスラリーの配合として ２水石膏 100重量部 水 70重量部 という配合にて、あとは全く実施例１と同様に
して供試体を作成した。その試験の結果を第１表
に記す。 尚、上述の実施例、比較例を作成する為の装置
については、下記に説明する。最初に水硬セメン
トまたは水硬性石膏を主成分とする水硬性粉末１
を計量し、これに対し所定の割合の水２を加え
て、ジエツトミキサー３により混練し、ペースト
化させ、モイノポンプ４により気泡液と合流させ
るところへと送る。一方、気泡液５は、水と気泡
安定剤等を予備混合しておいた気泡発生液６を、
圧縮空気７と共に気泡発生装置８を通すことによ
り製造される。水硬ペーストと気泡液は、モイノ
ポンプの出口で合流し、次ぎのスタテイツクミキ
サー９へ送られる。ここで含泡ペーストとなり、
更にモイノポンプ１０で送り出されたところで、
ウレタンプレポリマー１１と合流し、一度、デイ
スパーにより撹拌された後、スタテイツクミキサ
ー１２により混合，移送される。このようにして
製造された発泡スラリーは、実施例、比較例では
ポリエチレンシート上に鋳込んで成形したが、実
用的には、例えば、金属サイデイングあるいは、
耐炎加工紙と組み合せることにより、板状体を得
ることができる。金属の場合は、発泡スラリーを
略コの字状の金属板１３に流し込み、厚み規制を
兼ねてクラフト紙等の裏面材１４でロール押さえ
すれば、金属サイデイングの断熱用裏打ち材とな
る。

【表】

【表】 「発明の効果」 以上の試験効果より明らかなように、本発明に
おいては、防火性能試験，促進耐候試験に優れた
性能を有する水硬性発泡体を提供できることがわ
かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例により金属サイデイン
グを製造する場合の製造装置例を示す模式図であ
る。 １…水硬性粉末、２…水、３…ジエツトミキサ
ー、４…モイノポンプ、５…気泡液、６…気泡発
生液、７…圧縮空気、８…気泡発生装置、９…ス
タテイツクミキサー、１０…モイノポンプ、１１
…ウレタンプレポリマー、１２…スタテイツクミ
キサー、１３…金属板、１４…裏面材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石膏と塩基性高炉スラグを主成分とする水硬
   セメントに、増粘剤、顔料等の添加剤を加え、水
   でスラリー状に混練した後、圧縮空気と水、気泡
   安定剤等を予備混合させておいた気泡発生液とを
   気泡発生装置により気泡液を作成し、上記スラリ
   ーと気泡液をミキサーにより混合し、更に、この
   含泡スラリーヘポリオキシアルキレンポリオール
   エーテルとポリイソシアネートとの反応生成物で
   あるウレタンプレポリマーを添加，混合して硬化
   させることを特徴とした水硬性発泡体の製造方
   法。 ２ ポルトランドセメントを主成分とする水硬セ
   メントに、増粘剤、顔料等の添加剤を加え、水で
   スラリー状に混練した後、圧縮空気と水、気泡安
   定剤等を予備混合させておいた気泡発生液とを気
   泡発生装置により気泡液を作成し、上記スラリー
   と気泡液をミキサーにより混合し、更に、この含
   泡スラリーヘポリオキシアルキレンポリオールエ
   ーテルとポリイソシアネートとの反応生成物であ
   るウレタンプレポリマーを添加，混合して硬化さ
   せることを特徴とした水硬性発泡体の製造方法。 ３ 半水石膏を主成分とする水硬性石膏に、増粘
   剤、顔料等の添加剤を加え、水でスラリー状に混
   練した後、圧縮空気と水、気泡安定剤等を予備混
   合させておいた気泡発生液とを気泡発生装置によ
   り気泡液を作成し、上記スラリーと気泡液をミキ
   サーにより混合し、更に、この含泡スラリーヘポ
   リオキシアルキレンポリオールエーテルとポリイ
   ソシアネートとの反応生成物であるウレタンプレ
   ポリマーを添加，混合して硬化させることを特徴
   とした水硬性発泡体の製造方法。